Разработка электрической принципиальной схемы

6.1. Общие положения. Для разработки электрической принципиальной схемы необходимо изучить следующие разделы курса  РЗА СЭС:

- Схемы соединения вторичных обмоток трансформаторов тока, анализ их работы при различных видах коротких замыканий.

- Основные обозначения элементов на принципиальных схемах релейной защиты.

- Принципиальные, монтажные и структурные схемы.

Необходимо иметь представление о работе основных типов реле, выключателя 6(10) кВ, для управления которым разрабатывается схема, его вспомогательных устройств.

Структурно электрическая принципиальная схема разделена на несколько частей по видам учавствующих в ней цепей:

- цепи вторичных обмоток трансформаторов тока или токовые цепи,

- цепи напряжения,

- оперативные цепи,

- цепи сигнализации и телесигнализации.

- цепи освещения и обогрева приборов.

Все цепи размещаются на чертеже в указанном выше порядке. Рядом с обозначением каждой цепи изображается поле для комментариев, облегчающее прочтение данного участка схемы.

Обязателен раздел «перечень элементов», в котором в виде таблицы указывается обозначение каждого элемента схемы, его наименование и тип. Каждый элемент должен быть однозначно обозначен. Если в разных местах схемы встречаются элементы с одинаковым обозначением, это означает, что они принадлежат одному и тому же прибору или аппарату.

В правом верхнем или левом верхнем углу чертежа размещается поясняющая схема или схема главных цепей. Поясняющая схема показывает взаимодействие основных коммутационных и измерительных аппаратов, сколько их, для чего они предназначены и каковы их типы.

Все принципиальные схемы проектируются исходя из одного важного правила – их выполняют для устройств, находящихся в отключенном положении.

Разработка электрических принципиальных схем РЗА должна осуществляться в соответсвии с ГОСТ 2.702-2011 «Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Правила выполнения электрических схем».

6.2 Изображение на схемах токовых цепей. Вторичные цепи трансформаторов тока предназначены для подключения устройств защиты, учета, измерения (амперметров и преобразователей), а так же для питания некоторых типов реле и блоков в случае отключения основного источника. Обычно трансформаторы тока имеют по нескольку обмоток (кернов). Каждая из цепей имеет свой класс точности и подключается на отдельный керн. Если к одной цепи нужно подключить несколько приборов, они соединяются последовательно. Если какой-либо из кернов трансформатора тока не используется, его необходимо закоротить и подключить на «землю». На рисунке 11 представлены токовые цепи принципиальной схемы ячейки КСО отходящей линии. Используются двухкерновые трансформаторы тока, установленные в фазах А и С.

Один керн (класс точности 10Р) используется для подключения реле защит, реле времени МТЗ, блока управления вакуумным выключателем. Второй керн (класс точности0,5) используется для подключения амперметра. Следует отметить, что при двухфазной схеме соединения трансформаторов тока и реле в неполную звезду амперметр подключается на сумму токов двух фаз, как показано на рис. 11, а при трехфазной схеме соединения в полную звезду – в любую из фаз, как показано на рис. 12:

 

Рисунок 11. Токовые цепи ячейки отходящей линии 6(10) кВ.

 

Рисунок 12. Подключение амперметра в трехфазную схему.

 

Оперативные цепи.

 

     Под оперативными цепями понимают совокупность цепей питания схемы, включения/отключения выключателя в нормальном режиме (с помощью кнопок управления или по внешним командам) и все цепи, которые организуют отключение выключателя в аварийном режиме (цепи срабатывания защит или АЧР) или его включение от действия автоматики, например, при АПВ или АВР.

 

На рисунке 13 представлена схема срабатывания реле времени РСВ 13-18-5 от действия токовых защит (реле КА1 и КА2), изображенных на рисунке 11.

 

 

           Рисунок 13. Срабаывание реле времени КТ.

 

 

При появлении во вторичных цепях рис. 11 тока, равного уставке МТЗ, контакты 1-3 реле КА1 замкнутся, а 5-7 разомкнутся. При этом цепи 9-11 реле времени КТ получат питание, произойдет срабатывание контактов 10-12 и 15-16 с выдержкой времени, заданной уставкой. Контакты реле отключат выключатель.  

На рисунке 14 представлена схема оперативных цепей ячейки КСО отходящей линии с блоком питания  BP/TEL-220-02А, блоком управления BU/TEL-220-05А, вакуумным выключателем BB/TEL-10-20/1000. Схема получает питание от источника переменного тока 220 В 50 Гц. Для гальванической развязки оперативных цепей от внешего источника питания в схеме применен трансформатор TL 220/220 В. Блок управления вакуумным выключателем формирует импульс вкючения/отключения (контакты 3 и 4) выключателя Q. Для работы БУ необходимо подать напряжение питания = 220 В. Для этого применен блок питания А3 BP/TEL-220-02А. Выходное напряжение    = 220 В формируется на контактах 8 (+) и 5 (-) блока А3. Включение выключателя осуществляется кнопкой SBC. При нажатии кнопки

 

Рисунок 14. Оперативные цепи ячейки КСО отходящей линии с блоком питания  BP/TEL-220-02А, блоком управления BU/TEL-220-05А, вакуумным выключателем BB/TEL-10-20/1000.

 

 

замкнутся входные контакты 7 и 8 внутренней цепи блока управления. Произойдет включение выключателя. Оключение выключателя осуществляется кнопкой SBТ и от действия защит. При нажатии кнопки замкнутся входные контакты 7 и 9 внутренней цепи блока управления. Для нормального функционирования БУ контакты 5 и 6 его внутренней цепи должны быть закорочены. Микропереключатели S11 и S12 а так же блок-контакт состояния выключателя Q создают цепь блокировки управления выключателем. Для отключения выключателя от действия защит и сигнализации их срабатывания в схеме применяется плата размножения сигналов PR/TEL-220-03А. Ее схема представлена на рисунке 15.

 

Рисунок 15. Плата размножения сигналов PR/TEL-220-03А.

 

Плата состоит из 10 диодов и предназначена для одновременного прохождения сигналов и команд управления выключателем.

При замыкании цепи 117 (действие контактов реле КА3 или КА4) «+» подается на вход 4 платы размножения, через диоды D3 и D4 проходит сразу в две цепи – цепь 33 формирует команду отключения выключателя (выходной контакт 12), цепь 118 (выходной контакт 5) заставляет сработать указательное реле К1, сигнализируя о том, что выключатель отключился от токовой отсечки. При замыкании цепи 119 (действие контактов реле времени КТ) «+» подается на вход 6 платы размножения на диоды D5 и D6. Через диод D5 «+» подается на выход 12, формируя команду отключения, а через D6 – на срабатывание указательного реле КН2 (сигнализация отключения выключателя от действия МТЗ).

6.4. Цепи сигнализации. Предназначены для контроля состояния оперативных цепей, включенного или отключенного состояния выключателей, визуальной сигнализации аварийного состояния основных элементов схемы. Цепи формируются в специальных шкафах или ячейках центральной сигнализации, устанавливаемых в распределительных пунктах. Различают цепи предупредительной и аварийной сигнализации. Аварийная сигнализация срабатывает при отключении выключателя от действия защит, предупредительная – при нарушениях нормального режима функционирования оборудования, например, при неисправности оперативных цепей или блока управления выключателем.

Основные сигналы цепей сигнализации формируются с помощью указательных реле (блинкеров). При срабатывании блинкер визуально меняется - «выпадает флажок», «поворачивается блинкер», «срабатывает собачка», и. т. п. Блинкер имеет контакты с фиксацией, возвратить которые в нормальное их состояние возможно только механически, например, «надавить на собачку».

Для сигнализации общей неисправности, состояния выключателя (включен или отключен) используются сгнальные лампы. Обычно сигнальная лампа общей неисправности имеет желтый цвет, а лампы состояния выключателя зеленый и красный.

На рисунке 16 представлена схема цепей сигнализации ячейки КСО, основные параметры которой были рассмотрены ранее. Схема выполнена на переменном оперативном токе, при этом сигналы срабатывания ТО и МТЗ формируются в оперативных цепях. При отключении автоматического выключателя оперативных цепей SF1, при неисправности блока питаня А3 срабатывает указательное реле КН3, формируя сигнал «Неисправность цепей управления». Данный сигнал относится к предупредительной сигнализации. При срабатывании любого из указательных реле КН1, КН2, КН3 его нормально открытые контакты замкнутся с фиксацией, лампа HLW загорится,формируя световой сигнал «Неисправность в камере».

Для контроля состояния выключателя Q используются блок-контакты его состояния и сигнальные лампы: HLR красного цвета «Выключатель включен» и зеленого HLG «Выключатель отключен».

 

Рисунок 16. Цепи сигнализации ячейки КСО отходящей линии с блоком питания  BP/TEL-220-02А, блоком управления BU/TEL-220-05А, вакуумным выключателем BB/TEL-10-20/1000.